マントルにおける相転移とマグマ １．マントルの相転移 マントル遷移層と下部マントル上部の相転移 下部マントルの相転移 マントルにおける相転移とマグマ　 １．マントルの相転移 マントル遷移層と下部マントル上部の相転移 下部マントルの相転移 下部マントルにおけるスピン転移 ２．マグマの構造と物性（粘性・密度） マグマの密度・粘性 マグマの構造

１．マントルの相転移 マントル遷移層の相転移 下部マントルの相転移 下部マントルにおけるスピン転移

Phase boundary of the decomposition of Ringwoodite Dry -0.4~1 MPa/K (Katsura et al., 2003; Fei et al., 2004; Litasov et al., 2005) Compared to previous data: -2MPa/K (Ito and Takahashi, 1989; Irifune et al., 1998) １０

Phase boundary of the decomposition of Ringwoodite Recent in situ X-ray studies indicate a gentle slope for the DRY phsase boundary compared to the previous results. -0.4~1 MPa/K (Katsura et al., 2003; Fei et al., 2004; Litasov et al., 2005) using Au (Tsuchiya, 2003) and MgO (Speziale et al., 2001) pressure scales. Compared to previous data: -2MPa/K (Ito and Takahashi, 1989; Irifune et al., 1998 using Anderson pressure scale). Note: A recent calorimetric study indicates a steeper slope (Akaogi et al., 2006) However, the calorimetry is made in the metastable conditions, In SITU measurement is needed…. １１

マントル遷移層と下部マントルにおける輝石，ガーネットの相転移

PREM Basalt Peridotite

下部マントルにおける相転移 ポストスチショバイト転移: CaCl2, a-PbO2, Pyrite型 ポストペロブスカイト転移 スピン転移（マグネシオブスタイト） 　　　　　　　（ペロブスカイト） FeO(ブスタイト)；Ｂ１，Ｒｈｏｍｂｏ，Ｂ２相への転移 Corundumの転移

最近報告された新しい高圧相 SiO2の多形：　CaCl2 type, aPbO2 type, Pyrite type MgSiO3の多形 CaIrO3 type (Post-perovskite) Mg3Al2Si3O12の多形 CaIrO3 type Aluminous CaSiO3の多形： Orthorhombic Perovskite (Fe,Mg)Oの多形：　Rhombohedral type, B8 (NiAs) type Al2O3の多形: Rh2O3 type, CaIrO3 type

ポスト・ペロブスカイト転移 ペロブスカイト構造とポストペロブスカイト構造

ペロブスカイト構造とポストペロブスカイト（CaIrO3)構造 Perovskite Post-perovskite （CaIrO3)

Density of MORB Deep subduction of MORB crust? volumes Mineral chemistry

(Hirose, 2007)

Ono et al., 2005

How do we observe MORB crust at CMB? Nishihara 2003

Post-perovskite phase transition in pyrolite Ohta et al. 2006

Shallower transition depth in MORB! Ohta et al. 2006

Ohtani and Sakai (2008)

Negative velocity jump in MORB! In Pyrolite Pv 　PPv Vs = +1.5% (Wentzcovitch et al., 2006) In MORB Pv 　PPv (Al- & Fe-rich) Vs = -2%　(Tsuchiya & Tsuchiya, 2006) CaCl2-type SiO2 -PbO2-type Vs = -1% (Karki et al., 1997) Negative velocity jump in MORB!

ＦｅＯの相転移 Rhombohedral相 B8 (NiAs型）相

これまで知られているSiO2の多形 Quartz, Tridymite, Cristobalite, Coesite, Stishovite 最近報告されたSiO2の多形 CaCl2 type a-PbO2 type SiO2: Seifertite ザイフェルタイト（隕石中に見出された．） Pyrite type SiO2 (Kuwayama et al., 2006)

CaCl2 type Rutile type (Stishovite) a-PbO2 Pyrite type a-quartz

a-PbO2 type SiO2 (Fe=W in FeWO4 columbite)

Pyrite type SiO2

Pyrite type SiO2

Al2O3の高圧相　Rh2O3

Peridotite composition

MORB composition

下部マントルにおけるスピン転移 マグネシオブスタイトとペロブスカイトのFe2+, Fe3+にhigh spin  low spin 転移が存在する．

Mineral proportion [%] Pressure [GPa] 20 40 60 80 100 120 100 Ca-Pv Px 80 Mj Pv PPv 60 Ol Pv Spin tr. Mineral proportion [%] 40 Wd Rw 20 Mw Spin tr. 500 1000 1500 2000 2500 Depth [km] Figure 1(a)

Mineral proportion [%] Pressure [GPa] 20 40 60 80 100 120 100 CaTi2O4 type? NAL Px 80 Gt Pv PPv 60 Spin tr. Mineral proportion [%] 40 O-CaPv C-CaPv 20 Al-St CaCl2 αPbO2 Seifertite? 500 1000 1500 2000 2500 Depth [km] Figure 1(b)

Ohtani and Sakai (2008)